Cette église paroissiale à façade baroque s’élève à l’emplacement d’une ancienne église paroissiale et de la chapelle Saint Bernardin des pénitents blancs, contiguë à celles-ci.
Vendue comme bien national en 1793, cette dernière est, comme de nombreuses chapelles de la commune, rendue à la paroisse en 1807, avec obligation qu’elle soit consacrée perpétuellement et exclusivement à l’exercice du culte catholique romain.
La seule partie visible de l'extérieur de Saint-Sernin de Villenouvelle est son magnifique clocher-mur, typique du Lauragais. Elle était appelée autrefois Notre-Dame des Anges et se situe sur la route qui relie Toulouse à Villefranche (D 813).